Açık Kalp Cerrahisinin Stereo 3D Görselleştirilmesi için İdeal Yapılandırmayı Belirlemek için Kamera Konumlarının Robotlu Testi

Summary

3D stereo videoların insan derinliği algısı kamera ayrımına, yakınsama noktasına, nesneye olan uzaklığa ve aşinalığına bağlıdır. Bu makale, ideal kamera yapılandırmasını belirlemek için canlı açık kalp ameliyatı sırasında hızlı ve güvenilir test verisi toplama için robotlaştırılmış bir yöntem sönmektedir.

Abstract

Cerrahi prosedürlerden elde edilen Stereo 3D video, tıp eğitimi için son derece değerli olabilir ve klinik iletişimi geliştirebilir. Ama ameliyathaneye ve cerrahi alana girişler kısıtlı. Steril bir ortamdır ve fiziksel alan cerrahi personel ve teknik ekipmanlarla kalabalıktır. Bu ortamda, cerrahi işlemlerin engelsiz yakalanması ve gerçekçi bir şekilde çoğaltılması zordur. Bu makale, farklı kamera taban çizgisi mesafelerinde ve yakınsama mesafelerinde stereoskopik 3D videoların hızlı ve güvenilir veri toplaması için bir yöntem sunun. Ameliyat sırasında minimum parazitle, yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlikle test verilerini toplamak için kameralar çift kollu bir robotun her eline tutturuldu. Robot ameliyathaneye tavana monte edilmiş. 10 mm artımlı adımlarda ve 1100 mm ve 1400 mm'lik iki yakınsama mesafesinde 50-240 mm arasında taban çizgisi mesafesine sahip bir dizi test pozisyonundan geçen zamanlanmış bir dizi senkronize kamera hareketi gerçekleştirmek için programlandı. Art arda 40 5'li video örneğine izin vermek için ameliyata ara verildi. Toplam 10 cerrahi senaryo kaydedildi.

Introduction

Cerrahide 3D görselleştirme eğitim, tanılar, ameliyat öncesi planlama ve ameliyat sonrası değerlendirme için ^{kullanılabilir1,2}. Gerçekçi derinlik algısı normal ve anormal anatomilerin ^{3,4,5,6'sının} anlaşılmasına neden olabilir. Cerrahi işlemlerin basit 2D video kayıtları iyi bir başlangıçtır. Bununla birlikte, derinlik algısının olmaması, ameliyatsız meslektaşların farklı anatomik yapılar arasındaki antero-posterior ilişkileri tam olarak anlamalarını zorlayabilir ve bu nedenle anatom....

Protocol

Deneyler İsveç'in Lund kentindeki yerel Etik Kurulu tarafından onaylandı. Katılım gönüllülük esasına dayalıydı ve hastaların yasal vasileri bilgilendirilmiş yazılı onay verdi.

1. Robot kurulumu ve konfigürasyonu

NOT: Bu deneyde çift kollu işbirlikçi endüstriyel robot ve dokunmatik ekranlı standart kontrol paneli kullanıldı. Robot, RobotWare 6.10.01 kontrol yazılımı ve robot entegre geliştirme ortamı (IDE) RobotStudio 2019.525 ile kontrol ediliyor. Robot uygulaması, kayıt uygulaması ve postprocessing komut dosyaları da dahil olmak üzere yazarlar tarafından geliştirilen yazılım gitHub deposund....

Results

Video1'de, üst-alt stereoskopik 3D'de en üste yerleştirilmiş doğru görüntüye sahip kabul edilebilir bir değerlendirme videosu gösterilir. Başarılı bir sıra keskin, odaklanmış ve eşitlenmemiş görüntü çerçeveleri olmadan olmalıdır. Eşitlenmemiş video akışları, Video 2 dosyasında gösterildiği gibi bulanıklığa neden olur. Yakınsama noktası, Şekil 9A,B'de görüldüğü gibi kamera ayrımından bağımsız olarak yatay olarak ortalanmalıdır. Robot pozisyon.......

Discussion

Canlı cerrahi sırasında, 3D video veri toplama için kullanılan deneyin toplam süresi hasta için güvenli olacak şekilde sınırlandırıldı. Nesne odaklanmamış veya aşırı pozlanmışsa, veriler kullanılamaz. Kritik adımlar kamera aleti kalibrasyonu ve kurulumu sırasındadır (adım 2). Ameliyat başladığında kamera diyaframı ve netlem değiştirilemez; kurulum ve ameliyat sırasında da aynı aydınlatma koşulları ve mesafe kullanılmalıdır. Kalbin çekilen videoda ortalanabilmesini sağlamak için 2.1-2.4 adımlarındaki kamera kalibrasyonu d.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 C-mount lens (35 mm F2.1, 5 M piksel)	Tamron	M112FM35	5 Mpixel 3D gözlük için derecelendirilmiştir
(DLP-link aktif deklanşör)	Celexon	G1000	Herhangi bir uyumlu 3D gözlük kullanılabilir
3D Projektör	Viewsonic	X10-4K	3D 1080 inç görüntüler, diğer 3D projektörlerle değiştirilebilir
6 M2 x 8 vida			cXimea kameraları kamera adaptör plakalarına takmak için
8 M2.5 x 8 vida			Dairesel montaj plakalarını robot bileğine takmak için
8 M5 x 40 vida			Robotu monte etmek için
Düz başlı			Dairesel montaj plakasını ve kamera adaptör plakalarını takmak için
Kalibrasyon kontrol panosu plakası (25 x 25 mm)			Kameralarda ızgara net bir şekilde görülebildiği sürece, basılı da dahil olmak üzere herhangi bir standart dama tahtası kullanılabilir
Kamera adaptör plakaları, x2			Yazarlar tarafından robot_camera_adaptor_plates.dwg olarak tasarlanmış, alüminyumda frezelenmiştir.
Dairesel montaj plakaları, x2			Tasarımcı Julius Klein'ın izniyle dağıtılmıştır ve bir FDM 3D yazıcıda ABS plastik ile basılmıştır. Lisans Tecnalia Research & İnovasyon 2017. Mountingplate_ROBOT_SIDE_ NewDesign_4.stl olarak ekli
Sabit odaklı usb kameralar, x2 (5 Mpixel)	Ximea	MC050CG-SY-UB	Sony IMX250LQR sensörlü
Flexpendant	ABB	3HAC028357-001	robot dokunmatik ekran
Canlı görüntü			kayıt uygulaması
RobotStudio			robota entegre geliştirme ortamı (IDE)
USB3 aktif kablolar (10,0 m), x2			Kelebek vidalı kilit konnektörü, su geçirmez.
YuMi çift kollu robot	ABB	IRB14000